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Wärmezentrierte Energiewende in Hennigsdorf
Regionalkonferenz Prignitz-Oberhavel I 19. Februar 2019
Referent: Thomas Bethke
Geschäftsführer
Stadtwerke Hennigsdorf GmbH
Inhalt Inhalt
Fernwärmeversorgung Hennigsdorf
Klimaschutzstrategie Hennigsdorf
Umsetzung der Klimaschutzstrategie in Projekten
• Wärmedrehscheibe
• PtH WindNODE
• Kommunales Energiemanagement
• Ausblick weitere Projekte: Wärme Strom Mobilität
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 2
Überblick Stadt Hennigsdorf
ca. 26.000 Einwohner
80 % Geschosswohnungsbau in
der Kernstadt
Industrie-/Technologiestandort
(z. B. Bombardier, Riva, Biotech)
Stadtwerke Hennigsdorf GmbH
(Tochterfirma: KPG mbH & Co.KG)
Kommunaler Fernwärmeversorger
derzeit 6 Heiz-(kraft)werke
5 Wärmeteilnetze im Verbund
57 km Trassenlänge
Wärmeabsatz 114.000 MWh/a (2017)
Versorgungsgrad
9.500 Wohneinheiten (80 %)
54 Gewerbe-/Industriebetriebe (70 %)
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 3
Struktur der Fernwärmeversorgung in Hennigsdorf
HH Eschenallee
Bioerdgas-BHKW (2011)
HH Nord
HH Zentrum
HH Bombardier
HH Stahlwerk
Biomasse-Heizkraftwerk (2009)
Dezentrale Netzstruktur mit ausgeprägter Unterteilung zwischen Grund-, Mittel- und Spitzenlast
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 4
Zeitliche Einordnung
Gründung der Kraftwerks- und Gründung des Klima-Kompetenzzentrums
Projektentwicklungsgesellschaft Hennigsdorf
Inbetriebnahme der
mbH (KPG)
Solartechnik-
Inbetriebnahme des Klimaschutzteilkonzept: CO2-freie
Zentrale
Biomasse-HKW Wärmeversorgung 4.0
Inbetriebnahme des
Bioerdgas BHKW
2001 2006 2009 2011 2014 2015 2016 2017 2018
Aufspaltung in Stadtwerke in Erstellung eines Klimaschutz-
Teilbereiche Erzeugung und Rahmenkonzepts
Netzbetrieb
Beschluss des Aufsichtsrates der
SWH zur Entwicklung einer
integrierten Energie- und Beginn der Projekte
Klimastrategie für die Stadt Wärmedrehscheibe und
Hennigsdorf WindNODE
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 5
Klimaschutzstrategie in Hennigsdorf
Teilkonzept
z. B. Wärme
Klimaschutz-Rahmenkonzept
TEILKONZERN
Quartierskonzept
Stadtwerke
Energetisches
KONZERN Stadt
Teilkonzept
Klima-Kompetenzzentrum
z. B. Strom
Wissenschaftliche Begleitung
Teilkonzept
z. B. Verkehr
Integrierte Energie- und
Klimastrategie Hennigsdorf
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 6
Eine Leitidee des Klimaschutz-Rahmenkonzeptes ist die Energie-Drehscheibe
Energieinfrastrukturen in der Hand der Stadtwerke (Wärmenetz, Stromnetz und Gasnetz)
50% 50%
Seit 2017 Inhaber der
Netzkonzession
Synergien im sogenannten Querverbund zwischen den Energiesystemen (Strom ↔ Wärme), können
erschlossen werden und die notwendigen strategischen Investitionen aus ganzheitlicher Sicht bewertet
werden.
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 9
Fernwärmenetz als Wärmedrehscheibe
Projekt:
Erneuerbare Fernwärme 2020 –
das multifunktionale Fernwärmenetz
als Wärmedrehscheibe
Phase I
Wissenschaftl.-technische Voruntersuchungen
05/2016 – 03/2017
Phase II
Projektumsetzung
2017 - 2022
Partner: Steinbeis Innovation gGmbH
Solites
tetra Ingenieure GmbH
Ruppin Consult GmbH
PtJ/ Forschungsförderung des BMWi
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 10
Teilprojekte der Wärmedrehscheibe Hennigsdorf
TP 3.1.
Dezentrale
Solaranlagen
HH
Eschenall.
HH HH Nord
Zentrum
HH
Bombard.
TP 2.1.
Zwischen-
speicher
HH TP 3.3. (Perspekt.)
Stahlwerk Solargroßanlage 2
TP 6
TP 3.2. Power-to-
Solargroßanlage 1 Heat
TP 5 TP 2.2.
HH Nord 2 Multifunktions-
speicher
Bio-HKW
Legende
TP 4 TP 1
Versorgungsgebiete
Komplexe Steuerung Stahlwerksabwärme
Bestandtrassen
einschl. Trasse
Bestand Erzeugeranlagen
Teilprojekte
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 11
Teilprojekt 1: Abwärmenutzung aus einem Elektrostahlwerk
Wärmeauskopplung aus den Rauchgasen des Hubbalkenofens
(24h- Betrieb an 300 d/a mit 10 – 50 MW Erdgaseinsatz)
Hubbalkenofen
Abwärmepotenzial: ᴓ 6 MW / 30.000 MWh/a
Vertragliche Basis: 10-Jahresvertrag mit Vergütung der Abwärme
Investitionsdurchführung: Abwärmenutzer (KPG mbH & Co.KG)
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 12Teilprojekt 2: Wärmespeicherung
Wärmespeicherkonzept
unter Nutzung von 3 bereits vorhandenen Kurzzeitspeichern mit je 200 m³
Wasserinhalt (Druckspeicher)
Neuerrichtung eines Zwischenspeichers
Stahlspeicher, Foto Solites Konventioneller Stahlspeicher (ca. 1.000 m³)
Neuerrichtung eines Multifunktionswärmespeichers
oberirdischer Speicherbehälter (ca. 22.000 m³) mit Betonboden und
Betonwänden als Fertigteilkonstruktion sowie Speicherdach als
schwimmende Abdeckung
Betonspeicher, Foto Solites
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 13Teilprojekt 3: Dezentrale und zentrale Solarthermie
Dezentrale Solaranlagen
bei Kunden mit Rückspeisung in das Fernwärmenetz
Erneuerung solarthermische Anlage Cohnsches Viertel
(Baujahr 2000/2001)
854 m2 Kollektorfläche
Solaranlage „Cohnsches Viertel“, Foto RC
Zentrale Freiflächensolaranlagen
1. Stufe: 3.000 m² Kollektorfläche auf einem vorhandenen Grundstück der
Stadtwerke
2. Stufe: 17.000 m² Kollektorfläche, vorzugsweise auf ehemaliger Schlackehalde
des Stahlwerkes unter der Hochspannungsversorgungsleitung des
Stahlwerkes
Freifeldsolaranlage, Foto Arcon Sunmark
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 14Teilprojekt 4: Komplexe Steuerung von Netz und Erzeugeranlagen
Neue Anforderungen an das Fernwärmenetz:
Offener hydraulischer Verbund aller Teilnetze
Nutzung des Speicherpotentials des Netzes
Flexibilisierung des Netzbetriebes durch automatische Netzschaltungen und
Strömungsumkehr
Flexibilisierung des Netzbetriebes durch das Lastmanagement
unterschiedlicher Wärmespeicher im Netz
Minimierung der Temperaturparameter (mit den Kunden!)
Notwendige Voraussetzung - übergeordnete Leittechnik für:
Automatischen Betrieb der Erzeuger nach betriebsw. und techn. Kriterien
Lastmanagement der verschiedenen Speicher
Zentrale Netzdruckhaltung über Multifunktionsspeicher mit Reserve-DH an den
Einzelerzeugern
Überwachung und Regelung des dynamischen Drucks an variablen
Netzschlechtpunkten
Prognosetools für vorausschauenden Netzbetrieb
Fernwärmenetz Hennigsdorf, tetra Ingenieure
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 15Nutzung von regenerativem Überschussstrom PtH
WindNode –
Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten
Deutschlands
Stadtwerke Hennigsdorf als Konsortialpartner
für ein Demonstrationsprojekt zum Einsatz von regenerativem
Überschussstrom in einer PtH-Anlage zur Wärmeerzeugung
Aktueller Ansatz
1 MW PtH-Anlage im HW Zentrum als Demonstrations- und
Testanlage
Perspektivisch 2 x 2,5 MW im HW Nord 2
Power-to-Heat-Anlage, Foto Schniewindt
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 16Das Konzept des multifunktionalen Fernwärmenetzes heißt:
Weiterentwicklung eines typischen, historisch gewachsenen Fernwärmenetzes einer deutschen
Mittelstadt hin zu einer Fernwärmeversorgung auf regenerativer Basis unter Berücksichtigung der
Optionen:
• Effizienzmaßnahmen zur Senkung der Netztemperaturen insbesondere im Rücklauf
• Abwärmenutzung aus der Industrie und Gewerbe zur Hebung verfügbarer und nutzbarer
dezentraler Wärmepotentiale
• Einsatz von Biomasse zur regionalen Wärme- und Stromversorgung
• Zentrale und dezentrale Solarthermienutzung
• Multifunktionalspeicherung
• Interaktion der KWK-Erzeugungen oder/ und einer Power-to-Heat-Nutzung mit dem
deutschen Strommarkt (EPEX-Strombörse)
Das Vorhaben dient zur Sicherstellung einer umweltschonenden,
zuverlässigen und bezahlbaren Energieversorgung in der Stadt Hennigsdorf.
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 17Wirtschaftliche Eckpunkte
Investitionskostenrahmen: Finanzierung:
22,1 Mio. € (netto) Forschungsförderung des BMWi
KfW-Kreditprogramm 294
Investitionsdurchführung: Energieeffizienzprogramm – Abwärme
KPG mbH & Co.KG - Erzeugung KfW-Kreditprogramm 271
Erneuerbare Energien "Premium„
SWH GmbH - Netzbetrieb
KfW-Kreditprogramm 148
Kommunale und soziale Infrastruktur
Hausbankdarlehen / Eigenkapital
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 18Kommunales Energiemanagement „Klimaschutz in der Praxis“
Hintergrund
• SUW-Förderung, Kooperationsvereinbarung Hennigsdorf, Velten, Oberkrämer mit dem
Klimakompetenzzentrum
• Region Hennigsdorf-Velten-Oberkrämer ist ein gemeinsamer Entwicklungsraum, was sich in den
derzeitigen Maßnahmen im Bereich Klimaschutz und Energieeffizienz nicht widerspiegelt
• Übergreifende Synergien werden zurzeit nicht identifiziert und genutzt, eine Darstellung gemeinsamer
Erfolge fehlt
Ziel
• Senkung der CO2-Emissionen der kommunalen Liegenschaften der drei Kommunen um 2.000 t pro Jahr
• Steigerung der Effizienz in Planung und Management von Sanierungsmaßnahmen, Kostenoptimierung
Maßnahme
• Schaffung einer einheitlichen Datenbasis der Liegenschaften
• Strukturen und Prozesse bei der Umsetzung von Klimaschutzmaßnahmen
• Erarbeitung von Maßnahmen und Empfehlungen
Nutzen
• Nachhaltiges Senken der CO2-Emmisionen durch effizientes und nachhaltiges Management von Energie-
Einsparpotenzialen und Klimaschutzmaßnahmen
• Verringerung des Planungsaufwands und Erhöhung der Investitionssicherheit
• Verbesserung der allgemeinen Akzeptanz von Klimaschutzmaßnahmen
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 19Endenergiebedarf: Auf Basis von technischen Daten
Kommunales Energiemanagement „Klimaschutz in der Praxis“ über die Gebäudehülle und Anlagentechnik berechnet
Endenergieverbrauch: Auf Basis des tatsächlich
gemessenen Energieverbrauchs berechnet
(Witterungsbereinigt)
Ermittlung des Endenergiebedarfs aller kommunalen
Gebäude
kontinuierliche Überprüfung des Entwicklung
Endenergieverbrauchs kommunaler neuer Entwicklung von Maßnahmen zur
Erfolgskontrolle Maßnahmen
Gebäude unter Nutzung Optimierung des
vorhandener Messpunkte und Endenergiebedarfes
Wetterdaten
Verbrauch ≠ Bedarf
Umsetzung der
Umsetzung
Maßnahme in
einer
Vergleichbaren
Optimierung Nutzerverhalten / Liegenschaften
Maßnahme Identifizierung einzelner
Anlagentechnik Maßnahmen
Erfolgskontrolle
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 20Weitere Kooperationsprojekte / Sektorenkopplung
Mobilitätsstation
- ÖPNV + Bike- u. Carsharing
Cohnsches Viertel - Strom + Wärme + Mobilität
Solarthermie
Albert-Schweitzer-Quartier
Energie + Mobilität
Beispielhafte Mobilitätsstation. Abbildung: ARGUS, Hamburg
Abbildungen: HWB, Hennigsdorf
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 21Weitere Kooperationsprojekte (Auswahl)
Fahrradparkhaus am
S-Bahnhof Hennigsdorf
Stärkung des ÖPNV Betriebliche
Mobilität
Abbildung: www.woehr.de
Abbildung: Klimakompetenzzentrum
Partner: Klimakompetenzzentrum Hennigsdorf
tetra Ingenieure GmbH
MW & Partner Bauingenieure GmbH Foto: https://www.augsburger-allgemeine.de
Hennigsdorfer Wohnungsbaugesellschaft
mbH
Netzgesellschaft Hennigsdorf Strom mbH
Logo: B.A.U.M. Consult
B.A.U.M. Consult GmbH
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 22Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Thomas Bethke Gerd Bartsch Christoph Greiser
Stadtwerke Hennigsdorf GmbH Ruppin Consult GmbH co:bios Consult GmbH
KPG mbH & Co.KG Neuendorfstraße 18a Träger des Klimakompetenzzentrums
Rathenaustraße 4 16761 Hennigsdorf Neuendorfstraße 20a
16761 Hennigsdorf 16761 Hennigsdorf
Tel. 03302/ 202 1261
Tel. 03302 / 5440-0 info@ruppin-consult.de Tel. 03302/ 2021258
Fax. 03302 / 5440-46
info@swh-online.de
Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 2325 Neuruppin, 19. Februar 2019 I Wärmedrehscheibe - das multifunktionale Fernwärmenetz | Seite 25
Modell
Die Netzbetriebsgesellschaft als Joint Venture
zwischen kommunalen Stadtwerken und industriellem Partner
Stadt Hennigsdorf
vergibt Konzession
100%
Konsortialvertrag
Stadtwerke Hennigsdorf E.DIS AG/E.DIS Netz GmbH
bringt Konzession mit folgenden Zielen ein: übernimmt in der Joint Ventue Gesellschaft:
• zukunftsgerichtete Sicherstellung • unternehmerische Führung
50% 50% • Netzkauf und Finanzierung
der Energieziele
• kein Risiko • Netzbetrieb
• adäquates Entgelt
• Kapitalerhaltung
Netzgesellschaft Hennigsdorf Strom mbH
(Stammkapital 2 Mio. €)
Stadtwerke Hennigsdorf:
• betreibt Kundenzentrum
• erbringt die kaufmännischen Dienstleistungen für die NetzgesellschaftModell
Die Netzbetriebsgesellschaft als Joint Venture
zwischen kommunalen Stadtwerken und industriellem Partner
Stadt Hennigsdorf
vergibt Konzession
100%
Konsortialvertrag
Stadtwerke Hennigsdorf E.DIS AG/E.DIS Netz GmbH
bringt Konzession mit folgenden Zielen ein: übernimmt in der Joint Ventue Gesellschaft:
• zukunftsgerichtete Sicherstellung • unternehmerische Führung
50% 50% • Netzkauf und Finanzierung
der Energieziele
• kein Risiko • Netzbetrieb
• adäquates Entgelt
• Kapitalerhaltung
Netzgesellschaft Hennigsdorf Strom mbH
(Stammkapital 2 Mio. €)
Stadtwerke Hennigsdorf:
• betreibt Kundenzentrum
• erbringt die kaufmännischen Dienstleistungen für die NetzgesellschaftSie können auch lesen
